春化

春化

春化(vernalization)低溫對越冬植物成花的誘導和促進作用。冬性草本植物(如冬小麥)一般於秋季萌發,經過一段營養生長後度過寒冬,於第二年夏初開花結實。如果於春季播種,則只長莖、葉而不開花,或開花大大延遲。這是因為冬性植物需要經歷一定時間的低溫才能形成花芽。冬性作物已萌動的種子經過一定時間低溫處理,則春播時也可以正常開花結實。春化作用一詞即由此而來。冬性禾穀類作物(如冬小麥);二年生作物(如甜菜、蘿蔔、大白菜)以及某些多年生草本植物(如牧草),都有春化現象,這是它們必須等到翌年才能開花的基本原因。

基本信息

春化春化

 

發現

春化春化
中國農民早就有用低溫處理種子的經驗。如“悶麥法”,就是把萌發的冬小麥種子裝在罐中,放在冬季的低溫下40~50天,以便於春季播種時,獲得和秋播同樣的收成。1918年德國植物學家G.加斯納發現黑麥有冬性和春性之分。春黑麥不需要經過低溫時期就可以抽穗,因此可以春播。而冬黑麥則需在發芽前後經過一段1~2℃的低溫時期才能抽穗,所以必須秋播。1928年蘇聯農學家T.Д.李森科發現:禾穀類作物的冬性品種如不經低溫,則長期處於分櫱階段而不拔節開花。如將黑麥小麥大麥的種子播種在積雪的田間經受一段時間的自然冷凍後,就能拔節開花。把剛剛發芽的冬性禾穀類種子在播種之前用0~5℃冷凍一定天數,則不論何時播種,均能正常拔節。他和他的同事把這種低溫處理方法套用於農業生產,並稱之為“春化”。1935年李森科提出了植物階段發育學說,認為春化階段是一年生禾穀類作物的個體發育的第一階段。

溫度要求

春化春化
對大多數需經低溫才能開花的植物,1~2℃是最有效的春化溫度,但只要低溫持續時間足夠長,-1~-9℃都有效。

其他條件

春化春化
除低溫外,春化作用還需要水分糖類(呼吸作用的底物)。乾種子不能接受春化,種子春化時的含水量一般需在40%以上。離體在有氧、水分和糖類的情況下,才能起春化回響。

春化與光周期

很多二年生植物的成花,既要經過春化,又需要長日照。其中某些植物,春化與光周期兩種效應可以互相影響或代替。如甜菜開花要求春化和長日,在長日下春化有效溫度的上限可以提高;在連續光下,12~15℃也可開花。另一方面,春化時間延長,則在短日下也能成花。即春化與長日照二者可互相代替。成花不需低溫的長日植物菠菜,經低溫處理後,在短日下也能開花。
 

可逆性

春化作用在未完全通過前可因高溫(25~40℃)處理而解除,稱為脫春化。脫春化後的種子還可以再春化。有的植物在春化前熱處理會降低其隨後感受低溫的能力,這種作用稱為抗春化,或預先脫春化。

嚴格程度

春化春化
許多二年生植物(如甜菜、蘿蔔、胡蘿蔔、天仙子等)必需經一定天數的低溫才能成花,否則一直處於營養狀態。而許多一年生植物成花對低溫的要求則不是絕對的。例如黑麥濕種子經幾周低溫處理,於7周后開花;而不經低溫處理也能開花,只是開花時間延至14周以後。

回響時期

因植物種類而異。冬小麥在胚胎期就對低溫起回響,天仙子則必須在植株長到一定大小之後才能起回響。

機理

春化春化
1939年G.梅爾歇斯根據嫁接試驗提出,春化後植物體內可能產生一種傳遞春化狀態的物質,稱為春化素。但是春化素的提取和分離一直不成功。
春化過程中,感受低溫的部位分生組織中的RNA和蛋白質含量增加,代謝也發生順序性變化。春化效應還可經細胞分裂傳遞給子細胞。赤黴素處理能使許多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡蘿蔔、甘藍、蘿蔔等)不經低溫而抽薹成花。延齡草等多種植物經春化後赤黴素含量增加。而且用赤黴素生物合成的抑制劑處理植株,會抑制春化作用。以上現象提示赤黴素在春化中起作用。但另一些植物的情況相反,因而難以做統一解釋。

農業意義

春化春化

春化要求是植物成花對低溫的回響,是影響植物物候期和地理分布的重要因素。引種時需注意所引植物種或品種的春化要求。對種子作春化處理,可以在春天播種冬小麥品種,在小麥越冬困難的北方寒冷地區有套用價值。對於開花對品質不利的洋蔥,在春季種植前高溫處理越冬貯藏的鱗莖,以降低其感受低溫的能力,可以防止在生長期中因通過春化而開花,從而得到較大的鱗莖。

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光合作用,黃化現象,氣候馴化,發育閾溫度,馴化

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